Transdermal drug delivery system of biomacromolecules by multiple ultrasonic irradiation

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21H01272
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 20010:Mechanics and mechatronics-related
• Research Institution: Tokyo University of Agriculture and Technology (2022-2023); Tokyo Institute of Technology (2021)
• Principal Investigator: Kurashina Yuta 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (40801535)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 野本 貴大 東京大学, 大学院総合文化研究科, 准教授 (00734732)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 超音波 / 高分子医薬品 / 薬剤送達 / 経皮投与 / ソノフォレシス

Outline of Final Research Achievements

A minimally invasive method of transdermal ultrasound administration of biopolymeric drugs with few side effects and excellent efficacy is an approach in which drugs are administered by the collapse of cavitation bubbles induced by ultrasound waves in the kHz band. However, the amount of drug administered by conventional methods is limited because cavitation bubbles are generated sporadically and the induced microjets are unstable. In this study, we proposed a new ultrasound irradiation method and developed an efficient transdermal drug administration method. As a result, the administration of the drug model was significantly increased, and the drug model reached a deeper depth than the conventional method.

Free Research Field

超音波工学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では，注射針を用いることなく，薬剤を皮膚から投与できる超音波薬剤投与の研究を実施し，新たに効率的に投与できる手法を開発した．従来の超音波投与手法よりも飛躍的に投与量が増加することや，より深く投与できた結果から，これまで実用化が困難であった超音波経皮薬剤投与システムを構築するための基礎的な知見を得ることができた．また，本現象がどのように生じるかというメカニズムについても議論することができた．この超音波による投与は注射針の安全性や侵襲性のリスクから解放される手法として用いることが考えられ，例えば常用投与を必要とする薬剤や発展途上国での使用など様々な応用が期待できる．